钢结构设计计算书.docx

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1、钢结构屋架设计计算书一、设计资料单跨双坡封闭式厂房屋面离地面高度约20m，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。带保温层的双层压型钢板屋面（自重0.4KN/㎡），槽钢檩条（坡向间距约为0.794m）。结构主要性系数为γ0=1.0，地区基本风压为0.45KN/㎡，冬季室外计算温度高于-20℃。屋面坡度i=1/2.5。屋架间距：6m；厂房长度：84m；屋架跨度：18m；基本雪压（KN/㎡）:0.75。钢筋混凝土柱子的上柱截面400×400mm，混凝土强度等级为C25。厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q=100KN。屋面均布活荷载标准

2、值（不与雪荷载同时考虑，按水平投影面积计算）为：轻型屋面取0.50KN/㎡,计算负荷面积不超过60㎡屋面构件时，取0.50KN/㎡；施工检修集中荷载标准值取1.0KN。不考虑地震设防。二、钢材和焊条的选择根据该地区的计算温度、屋架承受的荷载特征（静力荷载）和连接方法（焊接结构），钢材选用Q235D，焊条采用E4303型，手工焊。三、屋架形式及几何尺寸采用人字式三角形屋架，屋面坡度i=1/2.5，屋面倾角α=arctan1/2.5=21°48′，sinα=0.3714，cosα=0.9285。屋架计算跨度l0=l-300=

3、17700mm屋架跨中高度h=17700/5=3540mm上弦长度L=l0/2cosα=17700/（2×0.9285）=9532mm划分为4个节间长度s=9532/4=2383mm节间水平投影长度l’=scosα=2383×0.9285=2213mm四、支撑布置根据厂房长度大于大于60m，跨度l=18m和有桥式吊车，故在房屋两端第一开间和厂房中间设置3道上弦横向水平支撑和下弦横向水平支撑，并在跨中设置垂直支撑。上弦水平支撑下弦水平支撑五、檩条布置带保温层的双层压型钢板屋面自重标准值0.4KN/㎡（坡向），预估檩条（包跨

4、拉条）自重0.20KN/m；可变荷载：雪荷载大于屋面活荷载，故可变荷载按雪荷载取值，雪荷载为0.75×1.25=0.9375KN/㎡。。檩条跨度为6m,水平间距0.794×cosα=0.738m（沿屋面坡向方向间距为0.794m）。恒荷载与雪荷载组合荷载标准值qk=0.4×0.794+0.2+0.9375×0.738=1.21N/mm线荷载设计值为（只考虑可变荷载效应控制的组合）q=1.2×（0.4×0.794+0.2）+1.4×0.9375×0.738=1.59KN/mqx=1.59×2.5/√7.25=1.48KN/

5、mqy=1.59×1/√7.25=0.59KN/m弯矩设计值：Mx=1/8×1.48×62=6.66KN·mMy=1/8×0.59×32=0.664KN·m恒荷载与检修荷载组合qk=0.4×0.794+0.2=0.5176KN/mqxk=0.5176×2.5/√7.25=0.481KN/mqyk=0.5176×1/√7.25=0.192KN/m弯矩设计值Mx=1/8×1.2×0.481×62+1×cosα×1.4×6/4=4.55KN·mMy=1/8×1.2×0.192×32+1×sinα×1.4×3/4=0.649K

6、N·m取两者较大值Mx=1/8×1.48×62=6.66KN·mMy=1/8×0.59×32=0.664KN·m由抗弯强度要求的截面模量近似值为：Wnx=(Mx+αMy)/γxf=(6.66+5×0.664)×106/1.05×215=44.2×103mm2选[14a,自重0.15KN/m（加拉条重后与假设基本相符），截面几何特征：Wx=80.5cm3，Wy=13.0cm3，Ix=564cm4,ix=5.52cm,iy=1.70cm.因有拉条，不必验算整体稳定性。Mx/γxWnx+My/γyWny=6.66×106/1

7、.05×80.5×103+0.664×106/1.2×13.0×103=121.4N/mm2

8、钢板屋面标准值0.4KN/m2×0.794=0.3176KN/m檩条和拉条0.20KN/m永久荷载总和gk=0.5176KN/m可变荷载qk=0.9375×0.794×cosα=0.69KN/m檩条均布载设计值g+q=1.2×0.5176+1.4×0.69=1.59KN/m檩条作用在屋架上弦的集中力Q=2×（q+g）